基于動(dòng)壓反饋的氣動(dòng)負(fù)載模擬器控制策略研究.pdf

1、氣動(dòng)負(fù)載模擬器作為近幾年新起的負(fù)載模擬器,是一種典型的被動(dòng)式力伺服系統(tǒng)。氣動(dòng)系統(tǒng)作為加載部分其主要目的為模擬飛行器中舵面機(jī)構(gòu)在擺動(dòng)時(shí)所受的空氣力矩。舵機(jī)的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)往往會(huì)對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生位置干擾,進(jìn)而引起多余力,選擇氣動(dòng)系統(tǒng)作為加載裝置可以大幅降低多余力的影響,但是由于氣動(dòng)系統(tǒng)的非線性,使的氣動(dòng)力控制伺服系統(tǒng)較其他形式加載裝置頻率特性差,所以減少力控制信號(hào)的相位滯后提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性成為本文主要的工作。
　　首先建立氣動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,采

2、用機(jī)理建模的方式得到氣動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù),分析得出系統(tǒng)達(dá)不到預(yù)期控制目標(biāo)的主要原因是加載系統(tǒng)在舵機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)干擾下實(shí)行加載所導(dǎo)致。由于氣體的可壓縮性,使干擾作用在實(shí)際中體現(xiàn)在舵機(jī)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的兩腔壓力變化。考慮到速度補(bǔ)償不容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn),提出采用動(dòng)壓反饋,補(bǔ)償位置造成的干擾,根據(jù)補(bǔ)償?shù)牧εc位置變化產(chǎn)生的力相等推導(dǎo)出動(dòng)壓反饋的傳遞函數(shù)。在仿真和實(shí)驗(yàn)中主要調(diào)節(jié)動(dòng)壓反饋系數(shù)的大小。
　　建立伺服電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,合理設(shè)置參數(shù)。通過matlab對(duì)電

3、機(jī)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真。通過Amesim建立了氣動(dòng)負(fù)載模擬器的實(shí)際模型,分別采用PID和PID+動(dòng)壓反饋的控制方法,得出動(dòng)壓反饋優(yōu)于PID調(diào)節(jié)。另外分析了影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的其他因素包括比例閥和氣源壓力的選擇。
　　采用Adams對(duì)負(fù)載模擬器機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,分析機(jī)械結(jié)構(gòu)間隙對(duì)加載力曲線的影響,得到不同間隙下的搖桿位移、速度和加速度曲線,得到合理間隙值,為實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)做下準(zhǔn)備。同時(shí)針對(duì)伺服電機(jī)在低頻時(shí)動(dòng)態(tài)特性不足,設(shè)計(jì)出慣量輪,借此在